CN101503746A

CN101503746A - 一种转炉生产硼钢的方法

Info

Publication number: CN101503746A
Application number: CNA2009101150908A
Authority: CN
Inventors: 刘辉杰; 吴绍杰; 王国君; 王国文; 付军; 黄小山; 刘志芳; 赵和明; 董富军
Original assignee: Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2009-08-12

Abstract

本发明提供一种转炉生产硼钢的方法，其特征在于，钢包全程底吹氩；出钢1/4开始向钢包加入脱氧剂及钢种所需合金进行预脱氧、合金化，同时加入脱硫剂进行脱硫处理；在吹氩站，向钢包加入铝终脱氧，[O]控制在0.0020％～0.0040％区间时加入硼铁；硼铁用铝皮包裹加入钢液中。它的效果：1.省去了LF炉以及真空炉精炼工序，生产成本低、生产工序短、生产效率高；2.钢水的可浇性好；3.对钢中酸溶铝没有要求，避免了高酸溶铝可能带来的Al₂O₃夹杂物升高导致钢水发粘、易结水口以及降低钢质等问题；4.硼的回收率可达60％～75％，且收得率波动范围小。具有很好的应用前景。

Description

一种转炉生产硼钢的方法

技术领域：

本发明涉及一种钢的冶炼方法，特别是一种转炉生产硼钢的方法。

背景技术：

钢中微量硼(B)的加入(钢中硼含量一般为0.0005％～0.0035％)，其目的是为了提高钢的淬透性和抗疲劳性，而对于含硼钢的生产，由于硼元素的化学性质非常活泼，在合金化过程中极易与钢中的氧、氮等元素反应，从而导致硼的收得率较低且收得率不稳定，因此，对于硼钢生产，冶金工作者长期以来一直致力于硼合金化工艺的研究。现有硼钢的冶炼主要有电炉和转炉两种方式。由于电炉冶炼过程存在一个“还原期”，具有良好的还原性气氛，其渣及钢液的氧含量低，硼的收得率相对较易控制，所以，电炉在硼钢的冶炼上具有一定的优越性。但是，转炉炼钢生产效率高，产量大，成本低，钢的生产还是以转炉为主，90％的钢产量是由转炉生产。由于转炉冶炼与电炉冶炼的差异性，电炉生产中的一些先进工艺难以在转炉上用，因此，近年来本领域在转炉冶炼生产硼钢的工艺方面进行了一定的研究，例如，名称为“转炉冶炼生产硼钢的方法”，其专利申请号为“200710049005.3”的专利申请技术，在这方面迈出了步子。它由四个步骤组成：a、在转炉内初炼钢水；b、在出钢过程中，向钢包中加入脱氧剂进行预脱氧，并随出钢过程按每吨钢加入7.0～11.0kg的精炼渣料对钢水进行精炼，然后加铝对钢液进行终脱氧，并将钢液中酸溶铝控制在0.02％～0.04％；c、然后将钢包运到LF炉进行再次精炼，精炼结束确保渣中FeO和MnO的总量≤2.0％，钢液的a_|0|≤10×10^-6；d、再次向钢包内加铝进行深脱氧，加完铝后，按钢种要求加入钛铁，最后按要求加入硼铁，连铸，即得。该方法所得含硼钢的收得率为69.4％～91.8％。应该说，该方法所得含硼钢的收得率是较高的，但该方法在使用中存在有以下方面的不足：1、生产成本较高、生产工序较长，没有微合金化低成本的优势，性价比不高，这主要在于该方法需要通过LF炉进行精炼(有些方法还需真空精炼)，不仅建LF炉(或真空炉)需要很大的投入，精炼也要耗费较大的生产成本；2、对钢液氧活性度要求高，需在0.001％以下，这使得钢水流动性不好，造成可浇性差；3、对钢液中酸溶铝的含量要求高，需控制在0.02％～0.04％之间，这不仅要消耗过多的金属铝，而且带来Al₂0₃夹杂物升高导致钢水发粘、易结水口以及降低钢质等问题。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有转炉冶炼生产硼钢的方法所存在的生产成本较高、生产工序较长、性价比不高、钢水可浇性差和Al₂O₃夹杂高等的不足，而提出一种生产成本低、生产工序短、性价比较高、钢水可浇性好的转炉生产硼钢的方法。

通过下述技术方案可实现本发明的目的，一种转炉生产硼钢的方法，包括铁水(脱硫)、转炉吹炼挡渣出钢，其特征在于：

1、出钢过程全程钢包底吹氩；

2、出钢1/4开始向钢包加入脱氧剂及钢种所需合金进行预脱氧、合金化，同时加入脱硫剂、石灰与钢水进行混冲脱硫处理；

3、在吹氩站，继续钢包底吹氩搅拌，向钢包加入铝终脱氧，[O]控制在0.0020％～0.0040％区间时加入硼铁；

4、向钢包加入硼铁后，调小吹氩量软吹氩5min以上后离站、连铸。

向钢包加入的脱硫剂其主要成分组成按重量百分比是：CaO 55％～65％，Al5％～12％，Al₂O₃ 18％～28％，SiO₂ 0～7％。

脱硫剂的加入量为每吨钢0.7—1.0kg。

预脱氧用脱氧剂选用钢芯铝，其主要成分组成按重量百分比是：Al48％～50％，余量为Fe。

钢芯铝的加入量为每吨钢0.8—1.1kg。

硼铁用铝皮包裹，铝皮厚度为0.1—1.5mm。

本发明的效果在于：1、生产工序短，与现有转炉冶炼硼钢的方法比，本发明省去了LF炉以及真空炉精炼工序，生产效率高；2、生产成本低，不仅省去了建LF炉(或真空炉)的投入，而且省去了LF炉(或真空炉)精炼工序成本，目前LF炉精炼工序成本在60元/t以上，真空炉精炼工序的成本在200元/t以上。本发明硼的回收率可达到60％～75％，吨钢加入硼铁0.2kg，加入量少，按目前硼铁市场价20000元1吨计算，吨钢成本仅4元，性价比较高；3、钢水的可浇性好，因为采用本方法，钢中的氧活性度控制在0.002％～0.004％区间即可，这可使钢水具有良好的可浇性；4、不需用钛铁进行终脱氧保硼，省去了加钛铁工序，且对钢中酸溶铝没有要求，这样既节省了铝金属，也避免了高酸溶铝可能带来的工艺问题：如Al₂O₃夹杂物升高导致钢水发粘、易结水口以及降低钢质等问题。5、硼的回收率较好，因为本方法采用了新的硼铁加入方式，即用铝皮包裹硼铁加入，这可在进入富氧的渣层时耗铝保硼：由于熔点低的铝皮先被溶化，在硼铁周围形成了保护圈，保护硼铁顺利进入适度氧活性度的钢液中，保证了硼的回收率可达到60％～75％，且收得率波动范围小，同时，若需要硼有更高的回收率，在确保钢液可浇性条件下，只需调整、降低钢液的氧活性度，便可达到目的。

下面结合附图及实施例对本发明进一步阐述：

附图说明：

附图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式：

使用本发明冶炼含硼量0.0005％～0.0035％的硼钢。

工艺流程：铁水(脱硫)→转炉→吹氩→连铸。

实施例1：生产SAE10B08含硼钢

参见附图1，顶底复吹转炉内加入铁水98t，废钢27t，合计125t吹炼。转炉出钢(115t)，出钢温度1660℃，出钢过程全程钢包底吹氩，氩气流量350NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。出钢1/4开始向钢包加入脱氧剂钢芯铝92kg(Al：50％)即吨钢0.8kg，以及钢种所需合金锰铁625kg(Mn：65％)、硅铁192kg(Si：75％)、硅铝钡铁100kg(Ba：18％)进行预脱氧、合金化，加入顺序为锰铁→硅铁→硅铝钡铁→钢芯铝，同时加入脱硫剂100kg即吨钢0.87kg、石灰300kg进行脱硫处理，脱硫剂其主要成分组成按重量百分比是：CaO 55.0％，Al 8.0％，Al₂O₃ 28.0％，MgO 2.5％SiO₂ 3.0％，S 0.05％，H₂O 0.30％；出完钢后，钢包运至吹氩站，到站温度1600℃，在吹氩站，继续钢包底吹氩搅拌，氩气流量350NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。测得[O]＝0.0062％，向钢包加入铝粒子30kg，加电石(CaC₂)30kg，造泛黄白渣终脱氧，10min后定氧，再测[O]为0.0040％，加入用铝皮包裹的硼铁25kg(B：18％)，铝皮厚度0.1mm；加入硼铁后，调小吹氩量，氩气流量120NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。进行软吹氩，软吹5min以上后离站、连铸。

加硼铁前，取样分析钢中残硼<0.0001％，检测成品钢硼含量为0.0024％，硼的收得率为61.3％。

实施例2：生产SAE10B10含硼钢

参见附图1，顶底复吹转炉内加入铁水97t，废钢28t，合计125t吹炼。转炉出钢(114t)，出钢温度1665℃，出钢过程全程钢包底吹氩，氩气流量340NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。出钢1/4开始向钢包加入脱氧剂钢芯铝98kg(Al：48％)即吨钢0.86kg，以及钢种所需合金锰铁728kg(Mn：65％)、硅铁236kg(Si：75％)、硅铝钡铁105kg(Ba：18％)进行预脱氧、合金化，加入顺序为锰铁→硅铁→硅铝钡铁→钢芯铝，同时加入脱硫剂80kg即吨钢0.7kg、石灰320kg进行脱硫处理，脱硫剂其主要成分组成按重量百分比是：CaO 65.0％，Al 5.0％，Al₂O₃ 21.0％，MgO 2.0％ SiO₂ 5.0％，S 0.03％，H₂O 0.50％；出完钢后，钢包运至吹氩站，到站温度1598℃，在吹氩站，继续钢包底吹氩搅拌，氩气流量340NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。测得[O]＝0.0057％，向钢包喂铝线30m(11kg)，加电石(CaC₂)20kg造泛黄白渣终脱氧，10min后定氧，再测[O]为0.0030％，加入用铝皮包裹的硼铁20kg(B：18％)，铝皮厚度0.8mm；向钢包加入硼铁后，调小吹氩量，氩气流量150NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。软吹氩5min以上后离站、连铸。

加硼铁前，取样分析钢中残硼<0.0001％，检测成品钢硼含量为0.0022％，硼的收得率为66.5％。

实施例3：生产SAE10B18含硼钢

参见附图1，顶底复吹转炉内加入铁水99t，废钢26t，合计125t吹炼。转炉出钢(115t)，出钢温度1670℃，出钢过程全程钢包底吹氩，氩气流量360NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。出钢1/4开始向钢包加入脱氧剂钢芯铝115kg(Al：49％)即吨钢1.0kg，以及钢种所需合金锰铁1350kg(Mn：65％)、硅铁345kg(Si：75％)、硅铝钡铁110kg(Ba：18％)进行预脱氧、合金化，加入顺序为锰铁→硅铁→硅铝钡铁→钢芯铝，同时加入脱硫剂115kg即吨钢1.0kg、石灰310kg进行脱硫处理，脱硫剂其主要成分组成按重量百分比是：CaO 60.0％，Al 12.0％，Al₂O₃ 18.0％，MgO 1.0％ SiO₂ 7.0％，S 0.02％，H₂O 0.40％；出完钢后，钢包运至吹氩站，到站温度1595℃，在吹氩站，继续钢包底吹氩搅拌，氩气流量360NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。测得[O]＝0.0034％，向钢包加入铝粒子5kg终脱氧，加电石(CaC₂)25kg造泛黄白渣终脱氧，10min后定氧，再测[O]为0.0020％，加入用铝皮包裹的硼铁15kg(B：18％)，铝皮厚度1.5mm；向钢包加入硼铁后，调小吹氩量，氩气流量150NL/min，氩气压力0.4～0.5MPa。软吹氩5min以上后离站、连铸。

加硼铁前，取样分析钢中残硼<0.0001％，检测成品钢硼含量为0.0018％，硼的收得率为75.0％。

Claims

1、一种转炉生产硼钢的方法，包括铁水(脱硫)、转炉吹炼挡渣出钢，其特征在于：

(1)、出钢过程全程钢包底吹氩；

(2)、出钢1/4开始向钢包加入脱氧剂及钢种所需合金进行预脱氧、合金化，同时加入脱硫剂、石灰与钢水进行混冲脱硫处理；

(3)、在吹氩站，继续钢包底吹氩搅拌，向钢包加入铝终脱氧，[O]控制在0.0020％～0.0040％区间时加入硼铁；

(4)、向钢包加入硼铁后，调小吹氩量软吹氩5min以上后离站、连铸。

2、按权利要求1所述的一种转炉生产硼钢的方法，特征在于：向钢包加入的脱硫剂其主要成分组成按重量百分比是：CaO 55％～65％，Al 5％～12％，Al₂O₃ 18％～28％，SiO₂ 0～7％。

3、按权利要求1所述的一种转炉生产硼钢的方法，其特征在于：脱硫剂的加入量为每吨钢0.7—1.0kg。

4、按权利要求1所述的一种转炉生产硼钢的方法，其特征在于：预脱氧用脱氧剂选用钢芯铝，其主要成分组成按重量百分比是：Al 48％～50％，余量为Fe。

5、按权利要求1所述的一种转炉生产硼钢的方法，其特征在于：钢芯铝的加入量为每吨钢0.8—1.1kg。

6、按权利要求1或2或3或4或5所述的一种转炉生产硼钢的方法，其特征在于，硼铁用铝皮包裹，铝皮厚度为0.1—1.5mm。